La plate-forme FRESH permet l’impression 3D du collagène (Source : Carnegie Mellon University)

Des chercheurs du Collège d’ingénierie de l’Université Carnegie Mellon ont publié un article détaillant une nouvelle technique qui fournit les « étapes critiques » qui pourraient mener vers la voie d’une impression 3D d’un cœur humain fonctionnel de taille adulte.

Cette nouvelle technique, connue sous le nom de Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels, ou FRESH, permet l’impression 3D du collagène pour produire des échafaudages tissulaires, imitant la composition cellulaire du corps humain, qui retient les cellules d’organes spécialisées via des échafaudages biologiques.

L’article, publié dans la revue Science plus tôt ce mois-ci, montre comment les chercheurs ont été en mesure d’imprimer des morceaux du cœur, comme des valves ou de petits ventricules battants, à partir de données d’IRM spécifiques au patient, en utilisant du collagène et des cellules vivantes. 

Le collagène est un matériau très séduisant mais délicat à imprimer en raison de sa fluidité. FRESH permet d’imprimer le collagène couche par couche, soutenu par un bain de gel, pour lui permettre de se solidifier. Le support peut alors être retiré en chauffant à la température du corps, sans risquer d’endommager le collagène imprimé ou les cellules.

La plateforme permet également la bio-impression en 3D d’une large gamme de gels mous, dont la fibrine, l’alginate et l’acide hyaluronique, ce qui pourrait soutenir plusieurs applications dans le domaine de la médecine régénérative comme la réparation des plaies. Elle est également complètement open-source, ce qui signifie que n’importe qui, que ce soit dans une école secondaire ou un laboratoire médical, pourrait potentiellement construire sa propre bio-imprimante à faible coût.

La recherche n’en est qu’à ses débuts, et il reste encore des défis à relever pour générer suffisamment de cellules et fournir une réelle fonctionnalité contractile du cœur humain, mais les chercheurs sont optimistes quant au fait que FRESH permettra une plateforme adaptable pour une véritable fonctionnalité en bio-ingénierie.

« Il est important de comprendre qu’il reste encore de nombreuses années de recherche à faire « , souligne Adam Feinberg, professeur de génie biomédical et de science et génie des matériaux, dont le laboratoire a effectué ce travail,  » mais il devrait y avoir encore de l’enthousiasme à l’idée que nous faisons de réels progrès en matière de tissus et organes humains fonctionnels, et ce document est une étape dans cette voie « .

https://www.tctmagazine.com/3d-printing-news/new-3d-bioprinting-human-heart/

https://engineering.cmu.edu/news-events/news/2019/08/01-feinberg-science-paper.html